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[摘 要]Toll 样受体 （TLRs）是一种模式识别受体（PRR），能够介导细胞的信号转导从而激起机体的天然免疫以及获得性免疫反应。目前，对鱼类TLR3的研究还处于初步阶段，因此，对鱼类TLR3的深入研究对探知鱼类抗病毒免疫系统以及开展鱼类抗病毒防控工作具有重要的意义。本文对鱼类TLR3分子发现、结构、分布、识别配体及信号转导途径做了简要总结。
[关键词]鱼类； TLR3 ；天然免疫；信号转导
中图分类号：S917.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0128-01
Toll样受体（ Toll-like receptors，TLRs） 是存在于细胞质膜上的一类独特的模式识别受体（PRR），TLR也是I型跨膜糖蛋白，由胞外区、跨膜区和胞质区组成。在脊椎动物和无脊椎动物中，TLRs都能选择性地识别侵入机体的病原微生物所携带的病原相关分子模式（PAMPs），进而激活MyD88依赖型途径或者是TRIF依赖型途径，刺激机体产生炎症因子，I型干扰素以及趋化因子，迅速激活天然免疫。同时，TLR还能激活获得性免疫反应，TLR是连接天然免疫和获得性免疫的重要纽带。
近年来，在哺乳动物TLRs研究方面取得了较大的进展。TLRs在急性炎症反应、抗肿瘤反应中和细胞凋亡中起重要作用。然而，对鱼类TLRs的研究还处于初步阶段，特别是对在能发挥抗dsRNA病毒免疫作用的TLR3的研究较少。海水养殖鱼类遭受的疾病问题日益严重，因此进一步研究鱼类TLR3具有重要意义。现就近年鱼类TLR3的研究进展作如下综述。
1、TLR3的发现、结构和分布
1.1 TLR3的发现
自从1980年发现TLRs以来，至少有13种和17种TLRs分别在哺乳动物中和鱼类中被鉴定[1]。到目前为止，TLR3被发现于硬骨鱼中，包括红 鳍 东 方 鲀 ，斑马鱼，鲶鱼，虹鳟，草鱼，鲫鱼，大黄鱼和牙鲆等。
1.2 TLR3的结构及分布
TLR3与TLRs家族的其他成员一样，包含三个重要的结构域，细胞外富含亮氨酸重复（LRR）结构域、跨膜（TM）区和细胞内TIR结构域以及氨基端的一段信号肽。其胞外区一般由十几到二十几个LRRs构成，每个LRR都是由二十几个氨基酸残基构成。胞内区有一段由约145个氨基酸残基组成的序列保守区，它是TLR3信号转导的核心元件。
TLR3在鱼体中分布情况因鱼类不同而不同，且不同组织的表达水平不同。
但是TLR3的组达分布模式在大菱鲆、牙鲆、斑马鱼、虹鳟、鲶鱼、稀有鲫鮈以及大黄鱼中有一定的相似性。大菱鲆和牙鲆TLR3在头肾和心脏中都有较高的表达量。红鳍东方鲀、虹鳟以及大黄鱼的肝脏中的TLR3基因有较高的表达量，然而在牙鲆、大菱鲆和稀有鲫鮈中肝脏中的TLR3基因的表达水平较低。而且， 红鳍东方鲀的TLR基因在肝脏和消化器官中的表达水平被限制的很低[2]。然而，值得注意的是在被研究过组织分布模式的所有鱼类，它们脾脏中TLR3的表达水平都是很低。TLR3主要分布在树状突细胞中，然而在硬骨鱼脾脏中红细胞和粒性白细胞是丰富存在的 ，但是缺乏单核细胞。在哺乳动物中，单核细胞能够分化出树状突细胞和巨噬细胞。硬骨鱼头肾组织中一般富含树状突细胞，所以头肾中的表达水平较高。
2、TLR3的配体
TLR3识别RNA病毒的双链RNA（dsRNA）和合成的聚肌胞苷酸poly（I/C），一种dsRNA的类似物。然而，革兰氏阴性细菌Edwardsiella tarda刺激斑马鱼和Edwardsiella ictulari刺激鲶鱼之后以及LPS刺激小鼠之后都能引起TLR3基因表达量的上调，说明TLR3也能识别细菌的LPS。大菱鲆虹彩病病毒（TRBIV）是一种DNA病毒也能调节大菱鲆TLR3的上调表达，原因是TRBIV在宿主内复制表达产生dsRNA与TLR3结合，配体并不是DNA。
3、TLR3的信号转导途径
在TLRs家族信号途径中除TLR3的接头蛋白是TIRF之外，其它的TLRs的接头分子都主要是MyD88，因此，我们将TLR家族的信号途径分为两条，M yD88依赖型信号途径和 TRIF依赖型信号途径。
TRIF依赖型信号途径是TLR3的主要信号转导途径，在TLR3和配体结合后，TRIF会募集到TLR3的TIR区，活化的TRIF能和TRAF6相互作用从而激活TAK1，进而激活激活MAPKs和NF-κB信号通路，最终产生IFN-β以及TNF-α、IL-12 等炎症因子。活化的TRIF还能和TRAF3相互作用从而激活TBK1，活化的TBK1能够活化IRF3，被激活的IRF3进入细胞核，诱导IFN-β和炎症细胞因子的产生，共同参与机体的防御反应[3、4]。
研究发现，用爱德华氏菌对蓝鲶鱼进行感染，蓝鲶鱼的头肾组织中的TLR3以及TRIF的表达水平明显下降，说明了TLR3和TRIF参与了机体抵御爱德华氏菌的免疫反应。沟鲶在被细菌刺激之后，TLR3和TRIF的表达量明显上升。这些都说明在硬骨鱼的免疫系统中也存在TLR3-TRIF这条保守的信号途径[5]。
4、小结
近年来，鱼类TLRs的研究有了一定的进展，特别是对鱼类TLR3的研究。然而对鱼类TLR3的研究还只是刚刚开始，尚有很多问题需要解决。如：对鱼类TLR3的不适当激活是否会引起自身免疫性疾病？ 鱼类TLR3配体识别的确切机制是什么？在机体天然免疫中TLR3与其它TLR之间有什么样的联系？以及有关TLRs药物与疫苗的研制与开发等。由于TLR3在鱼类抗病毒天然免疫中发挥着重要的作用，所以它在鱼类抗病毒免疫防治方面具有良好的前景，仍是以后的研究热点。
参考文献
[1] Rebl A et al. Toll-like receptor signaling in bony fish. Veterinary immunology and immunopathology. 2010 134：139-50.
[2] Oshiumi H et al. Prediction of the prototype of the human Toll-like receptor gene family from the pufferfish， Fugu rubripes， genome. Immunogenetics. 2003 54：791-800.
[3] 何小兵，房永祥，贾怀杰，等.Toll样受体介导的先天性抗病毒免疫反应研究进展.细胞与分子免疫学杂志，2011，27（6）：709-12.
[4] Kawai， et al. The role of pattern-recognition receptors in innate immunity： update on Toll-like receptors， Nat Immunol， 2010， 11（5）： 373-84.
[5] Baoprasertkul P et al. Toll-like receptor 3 and TICAM genes in catfish： species-specific expression profiles following infection with Edwardsiella ictaluri. Immunogenetics. 2006 58：817-30.
[关键词]鱼类； TLR3 ；天然免疫；信号转导
中图分类号：S917.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0128-01
Toll样受体（ Toll-like receptors，TLRs） 是存在于细胞质膜上的一类独特的模式识别受体（PRR），TLR也是I型跨膜糖蛋白，由胞外区、跨膜区和胞质区组成。在脊椎动物和无脊椎动物中，TLRs都能选择性地识别侵入机体的病原微生物所携带的病原相关分子模式（PAMPs），进而激活MyD88依赖型途径或者是TRIF依赖型途径，刺激机体产生炎症因子，I型干扰素以及趋化因子，迅速激活天然免疫。同时，TLR还能激活获得性免疫反应，TLR是连接天然免疫和获得性免疫的重要纽带。
近年来，在哺乳动物TLRs研究方面取得了较大的进展。TLRs在急性炎症反应、抗肿瘤反应中和细胞凋亡中起重要作用。然而，对鱼类TLRs的研究还处于初步阶段，特别是对在能发挥抗dsRNA病毒免疫作用的TLR3的研究较少。海水养殖鱼类遭受的疾病问题日益严重，因此进一步研究鱼类TLR3具有重要意义。现就近年鱼类TLR3的研究进展作如下综述。
1、TLR3的发现、结构和分布
1.1 TLR3的发现
自从1980年发现TLRs以来，至少有13种和17种TLRs分别在哺乳动物中和鱼类中被鉴定[1]。到目前为止，TLR3被发现于硬骨鱼中，包括红 鳍 东 方 鲀 ，斑马鱼，鲶鱼，虹鳟，草鱼，鲫鱼，大黄鱼和牙鲆等。
1.2 TLR3的结构及分布
TLR3与TLRs家族的其他成员一样，包含三个重要的结构域，细胞外富含亮氨酸重复（LRR）结构域、跨膜（TM）区和细胞内TIR结构域以及氨基端的一段信号肽。其胞外区一般由十几到二十几个LRRs构成，每个LRR都是由二十几个氨基酸残基构成。胞内区有一段由约145个氨基酸残基组成的序列保守区，它是TLR3信号转导的核心元件。
TLR3在鱼体中分布情况因鱼类不同而不同，且不同组织的表达水平不同。
但是TLR3的组达分布模式在大菱鲆、牙鲆、斑马鱼、虹鳟、鲶鱼、稀有鲫鮈以及大黄鱼中有一定的相似性。大菱鲆和牙鲆TLR3在头肾和心脏中都有较高的表达量。红鳍东方鲀、虹鳟以及大黄鱼的肝脏中的TLR3基因有较高的表达量，然而在牙鲆、大菱鲆和稀有鲫鮈中肝脏中的TLR3基因的表达水平较低。而且， 红鳍东方鲀的TLR基因在肝脏和消化器官中的表达水平被限制的很低[2]。然而，值得注意的是在被研究过组织分布模式的所有鱼类，它们脾脏中TLR3的表达水平都是很低。TLR3主要分布在树状突细胞中，然而在硬骨鱼脾脏中红细胞和粒性白细胞是丰富存在的 ，但是缺乏单核细胞。在哺乳动物中，单核细胞能够分化出树状突细胞和巨噬细胞。硬骨鱼头肾组织中一般富含树状突细胞，所以头肾中的表达水平较高。
2、TLR3的配体
TLR3识别RNA病毒的双链RNA（dsRNA）和合成的聚肌胞苷酸poly（I/C），一种dsRNA的类似物。然而，革兰氏阴性细菌Edwardsiella tarda刺激斑马鱼和Edwardsiella ictulari刺激鲶鱼之后以及LPS刺激小鼠之后都能引起TLR3基因表达量的上调，说明TLR3也能识别细菌的LPS。大菱鲆虹彩病病毒（TRBIV）是一种DNA病毒也能调节大菱鲆TLR3的上调表达，原因是TRBIV在宿主内复制表达产生dsRNA与TLR3结合，配体并不是DNA。
3、TLR3的信号转导途径
在TLRs家族信号途径中除TLR3的接头蛋白是TIRF之外，其它的TLRs的接头分子都主要是MyD88，因此，我们将TLR家族的信号途径分为两条，M yD88依赖型信号途径和 TRIF依赖型信号途径。
TRIF依赖型信号途径是TLR3的主要信号转导途径，在TLR3和配体结合后，TRIF会募集到TLR3的TIR区，活化的TRIF能和TRAF6相互作用从而激活TAK1，进而激活激活MAPKs和NF-κB信号通路，最终产生IFN-β以及TNF-α、IL-12 等炎症因子。活化的TRIF还能和TRAF3相互作用从而激活TBK1，活化的TBK1能够活化IRF3，被激活的IRF3进入细胞核，诱导IFN-β和炎症细胞因子的产生，共同参与机体的防御反应[3、4]。
研究发现，用爱德华氏菌对蓝鲶鱼进行感染，蓝鲶鱼的头肾组织中的TLR3以及TRIF的表达水平明显下降，说明了TLR3和TRIF参与了机体抵御爱德华氏菌的免疫反应。沟鲶在被细菌刺激之后，TLR3和TRIF的表达量明显上升。这些都说明在硬骨鱼的免疫系统中也存在TLR3-TRIF这条保守的信号途径[5]。
4、小结
近年来，鱼类TLRs的研究有了一定的进展，特别是对鱼类TLR3的研究。然而对鱼类TLR3的研究还只是刚刚开始，尚有很多问题需要解决。如：对鱼类TLR3的不适当激活是否会引起自身免疫性疾病？ 鱼类TLR3配体识别的确切机制是什么？在机体天然免疫中TLR3与其它TLR之间有什么样的联系？以及有关TLRs药物与疫苗的研制与开发等。由于TLR3在鱼类抗病毒天然免疫中发挥着重要的作用，所以它在鱼类抗病毒免疫防治方面具有良好的前景，仍是以后的研究热点。
参考文献
[1] Rebl A et al. Toll-like receptor signaling in bony fish. Veterinary immunology and immunopathology. 2010 134：139-50.
[2] Oshiumi H et al. Prediction of the prototype of the human Toll-like receptor gene family from the pufferfish， Fugu rubripes， genome. Immunogenetics. 2003 54：791-800.
[3] 何小兵，房永祥，贾怀杰，等.Toll样受体介导的先天性抗病毒免疫反应研究进展.细胞与分子免疫学杂志，2011，27（6）：709-12.
[4] Kawai， et al. The role of pattern-recognition receptors in innate immunity： update on Toll-like receptors， Nat Immunol， 2010， 11（5）： 373-84.
[5] Baoprasertkul P et al. Toll-like receptor 3 and TICAM genes in catfish： species-specific expression profiles following infection with Edwardsiella ictaluri. Immunogenetics. 2006 58：817-30.